新一代超音速飛機有望克服音爆等重大問題

　　曾投入實用的超音速客機已離人們遠去7年之久，卻常有念舊之人緬懷那些造型優雅的飛機穿梭天際的美好時代。據美國《連線》雜志與英國《每日郵報》等媒體近期報道，為了探索航空飛行的未來，美國洛克希德—馬丁公司與波音公司日前都向美國宇航局（NASA）提交了未來新型超音速飛機的方案，航空公司聲稱設計中采取了許多行之有效的辦法用以克服超音速飛機的固有問題，包括音爆、續航距離及載荷等，以期尋求更多元的飛行用途。

　　而對于那些無法忘懷超音速客機的人們，是不是看到了一線曙光，來重拾那縈繞已久的“協和飛機之夢”。

　　曾經的輝煌與失落

　　協和飛機一度集萬千寵愛于一身。

　　協和飛機（亦稱協和客機）是由英國和法國聯合研制的一種超音速客機。它的最大飛行速度可達2.04馬赫，巡航高度18000米，于1976年1月21日投入商業飛行。英國和法國航空公司使用協和飛機運營跨越大西洋的航線。由于相當一段時間內未發生任何事故，協和飛機獲得了全球最安全客機的名聲。而其速度更是普通噴氣式飛機無法比擬的：當時從歐洲到紐約的航程只需要不到三個半小時，因為倫敦和紐約時差就有四個小時，所以搭乘協和飛機的旅客最喜歡說：“我還沒出發就已經到了。”

　　2000年7月25日，法國航空公司的協和飛機于巴黎戴高樂機場附近發生空難，113人罹難。法航停飛所有協和飛機，適航證被收回。

　　盡管在重新改造了機體缺陷后，技術上已過關，協和飛機重獲適航證書，但或許民眾因空難產生了巨大的心理落差，協和的聲望已大不如前。此時諸項問題漸漸浮上水面。

　　首先是無法解決作為超音速飛機所固有的音爆問題。在協和出現以前，只有少數軍用飛機可突破音速，因而人們并不了解音爆。但協和飛機在突破音障時也發生音爆，因此被禁止在陸地上進行超音速飛行；另外，以當時巴黎至紐約往返機票價格為例，協和飛機售價9000美元，比普通客機的頭等艙還貴25%。

　　音爆帶來的掣肘與高昂的營運費用合在一起，幾乎直接斷送了這種飛機的生命。協和飛機一共建造了20架，到2003年4月，尚有12架在進行商業飛行。2003年10月24日，協和飛機執行了最后一次航班后全部退役，從此天空中再也尋覓不到超音速客機的身影。

　　除協和飛機以外，另一種曾商用的超音速飛機是由前蘇聯設計制造的圖-144型客機，盡管使用并不廣泛，卻是歷史上第一架超音速商用客機。只可惜，3次飛行事故——其中一次還是著名的1973年巴黎航展時半空爆炸分解，給圖-144的命運渲染上了悲劇色彩。1985年，圖-144被封存入庫，數年之后重返舞臺時已是作為一臺研究機的身份。2008年，美國《連線》雜志評出了歷史上十大最差的飛機，圖-144名列榜首。 

　　能否重歸商用之旅

　　美國洛克希德—馬丁公司推出了新一代“超音速綠色飛機”的設計方案，該方案的關鍵創新之處在于采用了倒V字形引擎，并在引擎陣列上安置拋物線狀尾翼，以上設計可大幅減少潛在的破壞性音爆。

　　音爆是協和飛機在美國等陸地上空被禁飛的原因。其反映到人的耳朵里，會感覺到兩聲巨雷或重磅炸彈般的巨響。這是因為當飛機在空中作超音速飛行時，機頭的突出部分會像水中前進的快艇一樣撞開空氣，而在飛機尾部閉合的空氣則形成兩道激波。激波周圍空氣的壓強、密度、溫度會突然升高，空氣流動速度立即下降。

　　激波波及到任何空間和物體時，均會讓其感到這種強烈的變化，對人耳來說就是耳鼓膜遭空氣壓強驟變，對地面建筑物來說，極端條件下音爆達到60秒后產生的沖擊足以擊碎玻璃。據說，有人曾做過預測：一架在16000米高空以兩倍音速飛行的協和飛機產生的音爆，對地面產生的壓強高達100帕斯卡。這相當于給地面上一塊1平米見方的玻璃上施加10公斤的力，這不免讓人擔心。只不過，音爆還跟飛機的外形、尺寸、行進速度、高度及大氣等諸多因素相關，難以精確測量。

　　NASA現正在對新一代的設計方案進行評估，據洛克希德—馬丁公司公布的圖片來看，這款綠色的飛機線條圓滑、身形纖細，尤其是下垂的機頭——為了避免飛行員在起降時由于高仰角導致視線被機頭擋住的設計，讓人頓時想起協和飛機。NASA表示，該“超音速綠色飛機”的倒V字形引擎裝置相當于賽車上的阻流板，可改善氣流、減少音爆，同時還具有環保、增加續航距離及有效載荷等優點。

　　而據波音公司發布的概念圖，它設計的新一代超音速飛機也使用了V字形的雙尾部，與洛克希德—馬丁的飛機一樣，引擎安置在機翼上部。而當年協和飛機與幾乎所有的普通商業飛機一樣，引擎位于機翼下方。

　　將模擬實驗結果與協和式超音速飛機相比：普通的協和式超音速飛機無法解決在突破音障時發生音爆的問題，且要達到如此高速度，必須以大量的燃油為前提，同時還會噴出一氧化二氮。但新一代超音速飛機不僅抑制了潛在的破壞性音爆問題，且能夠在飛得更遠的同時，讓燃油利用效率提高。

　　技術過硬方能突破“心障”

　　新型超音速飛機概念設計雖日臻完善，但它們離“上天”還需些時日，預計可在2030年至2035年間投入運用。NASA計劃于2035年空間旅行計劃中讓它派上用場，這或許是人們再次看到超音速客機的日子吧。

　　超音速客機遠離藍天，當然不僅僅是音爆、環保等問題。2000年發生的空難，失事過程被民用攝像器材拍了下來，此前很少出現的客機失事最后時刻的圖片瞬時覆蓋全球，給大眾心理造成一定震撼，或許只有絕對過硬的技術，才能彌補不安，讓人們對超音速客機的重返再建信心。